Кинетика процессов разделения и перемешивания при сдвиговом течении зернистых материалов

• Автор: Шубин, Роман Александрович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 119 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭФФЕКТОВ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦ В СДВИГОВЫХ

ПОТОКАХ НЕОДНОРОДНЫХ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

1Л Режимы сдвиговых течений сыпучих материалов и методы их

исследования.

1.2 Эффекты взаимодействия частиц в сдвиговых потоках

зернистых сред и их математическое описание.

Выводы по главе 1.

Постановка задачи исследования

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ СДВИГОВОГО ТЕЧЕНИЯ ЗЕРНИСТОЙ СРЕДЫ В РЕЖИМЕ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИИЙ.
2.1 Экспериментальная установка и методика исследования сдвиговых течений.
2.2. Результаты исследования динамики сдвигового течения
зернистой среды в режиме пластических деформаций
Выводы по главе 2.
3. ПРОЦЕСС ПЕРЕМЕШИВАНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА ПРИ СДВИГОВОМ ТЕЧЕНИИ ЗЕРНИСТОЙ СРЕДЫ.
3.1 Кинетика процесса перемешивания при сдвиговом течении зернистой среды в режиме пластических деформаций
3.2 Моделирование процесса перемешивания зернистого материала
при сдвиговом течении в режиме пластических деформаций
Выводы по главе 3.
4 СЕГРЕГАЦИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА ПРИ СДВИГОВОМ ТЕЧЕНИИ ЗЕРНИСТОЙ СРЕДЫ.
4.1 Кинетика процесса сегрегации при сдвиговом течении зернистой среды в режиме пластических деформаций
4.2 Метод определения коэффициента сегрегации и моделирование динамики распределения неоднородных частиц при сдвиговом течении зернистой среды.
4.3 Практическая реализация результатов работы
Выводы по главе 4.
Выводы по работе
Список используемой литературы


Уравнение кинетики и метод определения кинетического коэффициента сегрегации при сдвиговом течении зернистой среды в режиме пластических деформаций. Результаты диссертационной работы доложены на IX и X научных конференциях , проведенных в Тамбовском государственном техническом университете в - годах, XVIII международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях», а также Всероссийской студенческой научно-технической конференции (Казань, г. По результатам диссертации опубликовано 8 работ [-2]. Работа выполнена на кафедре «Технологическое оборудование и пищевые технологии» Технологического института Тамбовского государственного технического университета. В процессе переработки сыпучего материала в технологическом оборудовании движущиеся частицы могут находиться в различном состоянии [1]. В связи с этим при анализе движения сыпучих материалов выделяют три режима: связный, переходный и несвязный. Границу между связными и несвязными потоками характеризуют углом внутреннего трения [1]. В соответствии с указанными режимами все сыпучие материалы можно условно разделить на три группы: несвязные, связнотекучие и связные [2]. Связное состояние характеризуется наличием устойчивых связей между частицами сыпучей среды во время всего процесса ее переработки. Такое состояние можно наблюдать при прессовании порошков, внедрении твердых тел в грунты, а также при движении в бункерах. Для описания связного состояния зернистых материалов в настоящее время используют, в основном, модели механики грунтов [3] с привлечением условия предельного равновесия во всем объеме сыпучей среды. Как отмечается в [4], данное условие удовлетворительно выполняется лишь при движении материала на стенках бункера. В работе [5] указывается, что модель сплошной пластически деформируемой среды не в полной мере отражает действительный механизм деформации зернистой среды. Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют [6], что деформации в слое происходят в виде прерывистых сдвиговых агрегатов частиц, каждый из которых в период своего существования играет роль структурного элемента. Однако модели связного состояния невозможно применять для описания потоков сыпучих материалов с высокой порозностыо. Методы механики сплошной среды характеризуются рядом понятий, однозначно определяющих движение сплошной среды: поля скоростей, давлений, температур, плотностей и т. При этом одним из методов исследования поведения материальных сред является статистический метод, в котором применяется вероятностный подход, и вводятся средние по большому количеству частиц характеристики. Статистические методы всегда связаны с введением дополнительных гипотез о взаимодействии частиц и направлены на существенное упрощение реальных механизмов взаимодействия. Еще одним методом подхода к исследованию движения материальных тел является построение феноменологической макроскопической модели, основанной на общих гипотезах и эмпирических закономерностях. Основополагающей гипотезой в этом подходе является гипотеза сплошности [8], согласно которой все тела состоят из отдельных частиц, но их много в любом существенном объеме, поэтому тело можно приближенно рассматривать как среду, заполняющую пространство сплошным образом. Основным недостатком данного подхода является невозможность анализа движения отдельных частиц в потоке зернистой среды. Несвязное состояние характеризуется кратковременными контактами частиц, быстрым нарушением связей между ними, наличием интенсивного перемещения относительно друг друга. Такой режим наблюдается в системах пневмотранспорта [9, ], быстрого сдвигового течения, а также в состоянии развитого псевдоожиженного слоя. В некоторых случаях поведение сыпучих материалов при их переработке является промежуточным между упруго - пластическим (связным) и жидкотекучим. Такое состояние сыпучих материалов наблюдается в режимах его псевдоожижения [, ] или пневмотранспорта [9, ], а также при движении достаточно тонких слоев сыпучих материалов со свободной поверхностью по рабочим органам смесительного и другого оборудования.